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1、物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 考纲展示 变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，电磁波及其传播 电磁波的产生发射及接收 电磁波谱 狭义相对论的基本假设 质速关系，质能关系 相对论，质能关系式 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 理解电磁场理论 ， 以及电磁波的周期 、 频率 、 波长和波速之间的关系 2 了解无线电波的发射与接收以及电视 、 雷达的一般性知识 3 了解相对论的基本假设 4 会用质速关系 、 质能关系和相对论质能关系式进行有关计算 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选
2、修 3-4 本章主要分为两部分 ， 第一部分为电磁波 ， 本部分主要包括电磁振荡 、 电磁场和电磁波等知识 ， 是前面所学电磁学 、 机械振动和机械波等知识的继续 ， 并与光的本性知识相联系 ， 从运动形式上看 ， 这部分内容都具有波动的共性 ， 复习时要把握 “ 波动 ” 的共性 ， 又要注意区别；第二部分为相对论简介 ， 对于这部分内容主要是了解相对论的一些观点 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 在复习本章时应以课本为主 ， 对每个考点的内容都要熟练记忆 ， 掌握最基本的知识和内容即可 重点内容是麦克斯韦的电磁理论 、 电磁波的传播和电磁波谱 ， 以及相对论的质速关系
3、 、 质能关系 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 第一单元 麦克斯韦电磁场理论相 对论解 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生 ， 变化的电场能够在周围空间产生 2 电磁场 变化的电场在周围空间产生磁场 ， 变化的磁场在周围空间产生电场 ， 变化的电场和磁场成为一个完整的整体 ，这就是电磁场 电场 磁场 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 产生：变化的电场和 磁场总是交替产生 ，由发生区域向周围空间传播开去 ， 就形成 2 特点 (1)电磁波的传播不需要 ， 但可以在介质中传播
4、 (2)如图 1所示 ， 在电磁波中每处的电场强度和磁感应强度的方向总是垂直的 ， 并且都跟电磁波的传播方向垂直 ，所以电磁波是 变化的 电磁波 介质 横波 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 (3)电磁波的波速等于光速 ， 实际上 ， 光就是特定频率范围内的电磁波 图 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 3 波速： 在真空中电磁波的波速与光速相同，在介质中传播速度小于光速电磁波的波长、频率、波速三者之间的关系是： cf. 此式为真空中传播的电磁波各物理量之间的关系式 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 概念 (1)振荡电流：
5、大小和方向发生周期性变化的电流 它是一种频率很高的 (2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路 最简单的振荡电路 ， 就是 LC回路 LC振荡电路是由电感线圈和电容器组成的电路 ， 简称 交变电流 LC回路 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 (3)电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流的过程中 ， 电容器极板上的电荷 ， 通过线圈的电流 ， 以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生 变化 ， 这种现象叫电磁振荡 (4)周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做 ， 1s内完成的周期性变化的次数叫做频率 周期性 周期 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4
6、2 公式： ( 电磁振荡的周期和频率公式 ) T 2 LC ，f 12 LC3 振荡过程如图 2 所示 图 2 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 电路分析： 甲图：电场能达到最大 ， 磁场能为零 ， 电路感应电流i 0. 甲 乙：电场能 ， 磁场能 ， 电路中电流 i， 电路中磁场能向电场能转化 ， 叫放电过程 乙图：磁场能达到最大 ， 电场能为零 ， 电路中电流 i达到最大 乙 丙：电场能 ， 磁场能 ， 电路中电流 i， 电路中磁场能向电场能转化 ， 叫充电过程 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 丙图：电场能达到最大 (与甲图的电场反向 )， 磁
7、场能为零 ， 电路中电流为零 丙 丁：电场能 ， 磁场能 ， 电路中电流 i， 电路中电场能向磁场能转化 ， 叫放电过程 丁图：磁场能达到最大 ， 电场能为零 ， 回路中电流达到最大 (方向与原方向相反 ) 丁 戊：电场能 ， 磁场能 ， 电路中电流 i， 电路中磁场能向电场能转化 ， 叫反向充电过程 戊与甲是重合的 ， 从而振荡电路完成了一个周期 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 无线电波的发射 (1)发射电磁波的条件 第一 ， 要有足够高的 ；第二 ， 电路必须开放 ，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间 (2)发射电磁波是利用它传递某种信号 ， 因此必须进
8、行调制 所谓调制 ， 就是把要 加在电磁波上的过程 ， 有调幅和调频两种方式 频率 传播的信号 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 2 无线电波的接收 无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接收所需的电磁波 ， 再通过检波器检波得到电磁波所携带的信号 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率 相同 时 ， 接收电路中产生的振荡电流最强 ， 这种现象叫电谐振 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫调谐 (3)从接收到的高频信号中 “ 检出 ” 所携带信号的过程叫检波 ， 也叫解调 ， 它是调制的 逆过程 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 3
9、电视的基本原理 在电视发射端 ， 由摄像管摄取景物并将景物反射的光转变为电信号的过程就是摄像 ， 这个过程由摄像管完成 在电视接收端 ， 由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像 ， 这一过程中要进行调谐 、 检波等过程 电视信号的传播主要是通过 传播 直线 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 4 雷达的基本原理 雷达是利用 来 判 定 物 体 位 置 的 电 子 设备 雷达向某一方向发射电磁波时 ， 在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形波 ， 无线电波遇到障碍物反射回来 ， 被雷达接收 ， 在显示器的荧光屏上出现第二个尖形波 ， 根据两个尖形波的距离 ， 可得到障碍物到雷达
10、站的距离 ， 再根据发射电磁波的方向和仰角 ， 便可判定障碍物的位置 利用多普勒效应还可以测量移动物体的速度 雷达是利用电磁波谱的微波段工作的 电磁波 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 电磁波按波长由大到小的顺序为： 、 2 不同电磁波产生机理不同：无线电波由振荡电路中自由电子的 运动产生；可见光由原子的 受激后产生； X射线由原子的 受激后产生； 射线是 受到激发后产生的 无线电波 红外线、可见光、紫光线、 X射线、 射线 周期性 层电子 外 内层电子 原子核 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 3 不同电磁波的特性不同：无线电波易发生 和 红外
11、线有显著 ；可见光可引起视觉反应；紫外线有显著的 ； X射线的 能力很强； 射线的 能力更强 干涉 衍射 热作用 化学作用 穿透 穿透 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 1 恒定的磁场周围没有电场产生 ， 同理 ， 恒定的电场周围也没有磁场产生 2 变化的磁场产生电场 (1)若磁场均匀变化 ， 则产生恒定的电场 (2)若磁场不均匀变化 ， 则产生变化的电场 (3)在振荡电路中 ， 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 3 变化的电场产生磁场 (1)若电场均匀变化 ， 则产生恒定的磁场 (2)若电场不均匀变化
12、， 则产生变化的磁场 (3)在振荡电路中 ， 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 4 周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系 ，形成一个不可分离的统一的场 ， 就是电磁场 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 (1)变化的磁场在空间产生的电场 ， 与自由电荷激发的静电场不同 ， 它的电场线是闭合的 ， 它的存在与空间有无导体 、 有无闭合电路无关 (2)均匀变化的磁场产生稳定的电场 “ 均匀变化 ” 指的是在相等的时间内磁感应强度的变化量相同 ， 即磁感应强度对时间的变化率恒定 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 变化的磁场产生的电场 ， 称
13、为感应电场 ， 也叫涡旋场 ，跟前面学过的静电场一样 ， 处于电场中的电荷受力的作用 ，且 F qE. 但它们也有显著的区别 ， 最明显的莫过于以下几点： 静电场的电场线是非闭合曲线 ， 而感应电场的电场线是闭合曲线； 静电场中有电势的概念 ， 而感应电场中无电势概念； 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 在同一静电场中 ， 电荷运动一周 (曲线闭合 )， 电场力做功一定为零 ， 而在感应电场中 ， 电荷沿闭合线运动一周 ， 电场力做功不一定为零 静电场的 “ 源 ” 起于 “ 电荷 ” ， 而感应电场的 “ 源 ”起于变化的磁场 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块
14、选修 3-4 区别 电磁波 机械波 研究对象 电磁现象 力学现象 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点 (波源 )的振动产生 纵、横波 横波 纵波或横波 波速 在真空中等于光速 (很大 ) 在空气中很小 (如声波为 340 m/s) 介质需要 不需要介质 (在真空中仍可传播 ) 必须有介质 (真空中不能传播 ) 能量传播 电磁能 机械能 物理 高考总复习人教版 新课标 第六模块 选修 3-4 说明： (1)同一电磁波在不同介质中传播时 ， 频率不变(频率由波源决定 )， 波速 、 波长发生改变 ， 在介质中的速度都比在真空中速度小 (2)不同电磁波在同一介质中传播时 ， 传播速度不同 ，频率高则波速小 (3)在真空中传播时 ， 不同频率的电磁波的速度都相同 ，即等于光速 (4)
